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本帖最后由 大山哥哥 于 2018-9-29 20:28 编辑

        在开发中,经常涉及到信息加密的操作,而在加密时又会听到对称加密和非对称加密这两个词汇,那么到底它们是干什么的呢,又有什么区别呢,我们一起来讨论一下。
        对称加密算法
对称加密算法是较早应用的一种加密算法,最初信息需要加密时,大家都使用一个密钥对信息进行加密,生成的密文就像一篇随机字符组成的文章一样,外人拿到也看不懂,只有用对应的密钥再次解密才能还原。没错,在战争片中,发电报的时候使用的加密方式就是这种,防止别人窃听信息。对称加密只存在一个密钥,加密速度和解密速度相对较快。但是一般密钥的大小都很小,因为密钥越大计算量越大,加密和解密的速度越慢。而另一个缺点就是密钥只存在一个(也就是私钥),万万不能泄漏,不然信息安全不能保证。那么问题来了,怎么把私钥传输给通信的对方呢?如果传输的过程中被黑客拦截,私钥不就泄漏了吗?所以对称加密算法是有一定的局限性的。
        对称加密经典算法:AES,DES,3DES,TDEA,Blowfish,RC5,IDEA

        非对称加密算法
为了解决对称加密中私钥易泄漏的问题,后来密码学中的另一种非对称加密方式又开始使用了。非对称加密的安全性得到进一步提升,但是操作略复杂,下面我们举例说下怎么操作。
        使用过程:
                乙方生成两把密钥(公钥和私钥)
                甲方获取乙方的公钥,然后用它对信息加密。
                乙方得到加密后的信息,用私钥解密,乙方也可用私钥加密字符串
                甲方获取乙方私钥加密数据,用公钥解密
        优点:
                更安全,密钥越长,它就越难破解
        缺点:
                加密速度慢
        常用算法:
                RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC(椭圆曲线加密算法)
        1公钥私钥的使用原则
                ①每一个公钥都对应一个私钥。
                ②密钥对中,让大家都知道的是公钥,不告诉大家,只有自己知道的,是私钥。
                ③如果用其中一个密钥加密数据,则只有对应的那个密钥才可以解密。
                ④如果用其中一个密钥可以进行解密数据,则该数据必然是对应的那个密钥进行的加密。
                非对称密钥密码的主要应用就是公钥加密和公钥认证。
        2公钥加密、解密
                加密的目的,是不希望第三者看到当前两个通讯用户的通讯内容。
        2.1加密
                A(客户)想给B(服务器)发送一段文字,但是不想让别人看到,因此想使用非对称加密方法来加密这段文字,当然,B需要有一对公钥和私钥:
                ① B将他的公钥发送给A
                ② A用B给他的公钥加密这段文字,然后传给B
                ③ B用他的私钥解密A发过来的消息,这里要强调的是,只要B的私钥不泄露,这封信就是安全的,即使落在别人手里,也无法解密。
        通过这几步,B就能成功收到A发送的信息,同时又达到了保密的目的。
        2.2解密
                如果B想给A回信息,就简单的多了:
                ① B将要回复的信息通过自己的私钥加密,然后传送给A
                ② A用B之前给他的公钥解出这份信息。
        3、公钥认证
                在公钥加密、解密里面描述的通讯过程看似简单,但想想这个问题:在过程2中,A怎么B给他的回信在传递过程中,有没有被人修改?这就涉及到数字签名的概念。
        3.1数字签名(digital signature)
                微软官方给出的定义:“数字签名”是指可以添加到文件的电子安全标记。使用它可以验证文件的发行者以及帮助验证文件自被数字签名后是否发生更改。
        3.1.1数字签名原理
                要达到这个目的,一般是对信息做一个hash计算得到一个hash值,注意,这个过程是不可逆的,也就是说无法通过hash值得出原来的信息内容。在把信息发送出去时,把这个hash值加密后做为一个签名和信息一起发出去。 接收方在收到信息后,会重新计算信息的hash值,并和信息所附带的hash值(解密后)进行对比,如果一致,就说明信息的内容没有被修改过,因为这里hash计算可以保证不同的内容一定会得到不同的hash值,所以只要内容一被修改,根据信息内容计算的hash值就会变化。当然,不怀好意的人也可以修改信息内容的同时也修改hash值,从而让它们可以相匹配,为了防止这种情况,hash值一般都会加密后(也就是签名)再和信息一起发送。
        3.1.2数字签名使用方式
                下面通过例子来说明这个过程:
        B给A回信时,采用了数字签名的方式
                1、B先用hash函数,生成信件的摘要(digest)
               2、B使用自己的私钥,对这个摘要加密,这样就生成了数字签名(signature)
               3、B将这个签名附在要回复的信息后面,一起发给A
               4、A收到B的信息后,取下数字签名,并通过B的公钥解密,得到信件的摘要信息
               5、A在对B发送的信息本身使用B指定的hash函数,将得到的结果同上一步解密得到的摘要进行对比,如果两者一致,就说明B发过来的信息未被修改过。
        3.2数字证书(Digital CerTIficate)
               问题就这样结束了吗?远没有,试想,虽然A确定了B回给他的信息是未修改过的,但是怎么确定给他回信息的就是B?如果有不怀好意的C把A保存的B的公钥偷偷换成自己的,并冒用B的名义给A发信息呢?
               要解决这个问题,A只要能确定自己持有的公钥到底是不是B的就行了,这就需要用到数字证书。
               数字证书是用来验证公钥所属的用户身份。在日常生活中,如果我们要验证一个人的身份,通常的做法是查看他的身份证。我们信任身份证颁发机构即政府机构的公信力,因此只要验证一个人的身份证不是伪造的,我们就相信这个人的身份和身份证上所描述的是一致的。
               数字证书就是一个人或者组织在网络世界中的身份证,其发证机关是证书管理机构(cerTIficate authority,CA)。CA用自己的私钥对用户的身份信息(主要是用户名和该用户的公钥)进行签名,该签名和用户的身份信息一起就形成了证书。
        3.2.1数字证书的构成
        证书的发布机构(Issuer)
               指出是什么机构发布的这个证书,也就是指明这个证书是哪个证书中心(cerTIficate authority,简称CA)发布的的(只是创建证书,不是指证书的使用者)。
        证书的有效期(Valid from , Valid to)
               也就是证书的有效时间,或者说证书的使用期限。 过了有效期限,证书就会作废,不能使用了。
        公钥 (Public key)
               这个我们在前面介绍公钥密码体制时介绍过,公钥是用来对消息进行加密解密的,是很长的一串数字。
        证书所有者(Subject)
               这个证书是发布给谁的,或者说证书的所有者,一般是某个人或者某个公司名称、机构的名称、公司网站的网址等。
        签名所使用的算法 (Signature algorithm)
               指的这个数字证书的数字签名所使用的加密算法,这样就可以使用证书发布机构的证书里面的公钥,根据这个算法对指纹进行解密。指纹的加密结果就是数字签名
        指纹以及指纹算法 (Thumbprint, Thumbprint algorithm)
               这个是用来保证证书的完整性的,也就是说确保证书没有被修改过。 其原理就是在发布证书时,发布者根据指纹算法(一个hash算法)计算整个证书的hash值(指纹)并和证书放在一起,使用者在打开证书时,自己也根据指纹算法计算一下证书的hash值(指纹),如果和刚开始的值对得上,就说明证书没有被修改过,因为证书的内容被修改后,根据证书的内容计算的出的hash值(指纹)是会变化的。
        总结
                对称加密加密与解密使用的是同样的密钥,所以速度快,但由于需要将密钥在网络传输,所以安全性不高。
                非对称加密使用了一对密钥,公钥与私钥,所以安全性高,但加密与解密速度慢。
                解决的办法是将对称加密的密钥使用非对称加密的公钥进行加密,然后发送出去,接收方使用私钥进行解密得到对称加密的密钥,然后双方可以使用对称加密来进行沟通。

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